现代混凝土配合比设计应考虑的因素PowerPoint 演示文稿.ppt

现代混凝土配合比设计现代混凝土配合比设计 应考虑的因素应考虑的因素参考、摘自参考、摘自《《混凝土混凝土》《》《混凝混凝土施工技术土施工技术》《》《混凝土实用新混凝土实用新技术手册技术手册》》等等柴子栋柴子栋1 1 混凝土工程的变化混凝土工程的变化2 2四组分混凝土与保罗米公式四组分混凝土与保罗米公式uu依据四组分混凝土大量试验提出的依据四组分混凝土大量试验提出的BolomyBolomy公公式式 ：：R R2828＝＝ARARc c(c/w-B)(c/w-B)成为混凝土配合比设计成为混凝土配合比设计的重要基础，延续近的重要基础，延续近100100年由此人们得到了年由此人们得到了混凝土强度依赖于水泥强度混凝土强度依赖于水泥强度的结论uu2020世纪世纪6060年代以前大量的工程实践证实了水年代以前大量的工程实践证实了水泥强度对混凝土形成高强度的重要意义泥强度对混凝土形成高强度的重要意义 混凝土对水泥品质的要求混凝土对水泥品质的要求““强度第一，甚强度第一，甚至强度唯一至强度唯一””成为主流观念成为主流观念3 3 我国混凝土的现状我国混凝土的现状■■强度水平提高强度水平提高■■严酷环境中工程增多，耐久性要求突出严酷环境中工程增多，耐久性要求突出■■水泥和混凝土的关系变化水泥和混凝土的关系变化■■流变性能要求提高流变性能要求提高■■现场劳动力素质、管理水平与质量要求现场劳动力素质、管理水平与质量要求的矛盾的矛盾4 4传统观念形成的理由传统观念形成的理由 例如，许多规范、标准限定混凝土中粉煤例如，许多规范、标准限定混凝土中粉煤灰的掺量应在灰的掺量应在25%25%以下，尤其是预应力混凝土构以下，尤其是预应力混凝土构件中的掺量。

这是因为过去我们的混凝土中没件中的掺量这是因为过去我们的混凝土中没有掺用减水剂，混凝土的水灰比较大（一般都有掺用减水剂，混凝土的水灰比较大（一般都高于高于0.50.5）在这种情况下掺入粉煤灰，减少水）在这种情况下掺入粉煤灰，减少水泥的用量，就会使混凝土的凝结时间明显延缓、泥的用量，就会使混凝土的凝结时间明显延缓、硬化速率减慢，表现为早期强度低、混凝土渗硬化速率减慢，表现为早期强度低、混凝土渗透性增大透性增大 5 5传统观念形成的理由传统观念形成的理由 高水灰比的水泥浆体里，水泥颗粒悬浮于高水灰比的水泥浆体里，水泥颗粒悬浮于水分中，水化环境良好，可以迅速地生成表面积水分中，水化环境良好，可以迅速地生成表面积增大增大10001000倍的硅酸盐水化物等，有良好地填充浆倍的硅酸盐水化物等，有良好地填充浆体内空隙的能力体内空隙的能力虽然从颗粒形状来说，粉煤灰虽然从颗粒形状来说，粉煤灰易于堆积密实，但是它水化缓慢，生成的凝胶量易于堆积密实，但是它水化缓慢，生成的凝胶量少，难以填充颗粒周围的空隙，所以掺粉煤灰水少，难以填充颗粒周围的空隙，所以掺粉煤灰水泥浆体的强度和其他性能总是随其掺量增大（水泥浆体的强度和其他性能总是随其掺量增大（水泥用量减少）呈下降趋势（在早龄期尤为显著）。

泥用量减少）呈下降趋势（在早龄期尤为显著） 6 6为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢？能会很优异呢？ 但是现今高效减水剂的应用已经很普遍，混凝土但是现今高效减水剂的应用已经很普遍，混凝土所用水灰比，尤其是掺有矿物掺合料混凝土的水胶比所用水灰比，尤其是掺有矿物掺合料混凝土的水胶比很容易降至很容易降至0.50.5以下，同时现今的水泥活性则远高于二以下，同时现今的水泥活性则远高于二十世纪八十年代以前的水泥（因为早强矿物十世纪八十年代以前的水泥（因为早强矿物C C3 3S(S(硅酸硅酸三钙三钙）含量显著提高、粉磨细度加大），）含量显著提高、粉磨细度加大），因此掺加矿因此掺加矿物掺合料的混凝土，即使是掺量很大的混凝土，与过物掺合料的混凝土，即使是掺量很大的混凝土，与过去混凝土相比，其早期强度的发展速率也大大加快了去混凝土相比，其早期强度的发展速率也大大加快了7 7为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢？能会很优异呢？ 在低水胶比（如在低水胶比（如0.30.3左右）的水泥浆体里左右）的水泥浆体里情况就大不一样了。

不掺粉煤灰时，高活性的情况就大不一样了不掺粉煤灰时，高活性的水泥因水化环境较差，即缺水而不能充分水化，水泥因水化环境较差，即缺水而不能充分水化，所以随水灰比下降，未水化水泥的内芯增大，所以随水灰比下降，未水化水泥的内芯增大，生成产物量下降；但由于颗粒间的距离减小，生成产物量下降；但由于颗粒间的距离减小，要填充的空隙同时减小，因此混凝土强度发展要填充的空隙同时减小，因此混凝土强度发展迅速 8 8为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢？项性能会很优异呢？ 这种情况下用粉煤灰代替部分水泥，在低这种情况下用粉煤灰代替部分水泥，在低水胶比条件下，水泥的水化条件相对改善，因水胶比条件下，水泥的水化条件相对改善，因为粉煤灰水化缓慢，使混凝土的为粉煤灰水化缓慢，使混凝土的““水灰比水灰比””增增大，水泥的水化程度因而提高，这种作用机理大，水泥的水化程度因而提高，这种作用机理随着粉煤灰的掺量增大愈加明显（随着粉煤灰的掺量增大愈加明显（掺量为掺量为58%:58%:左右，初期水灰比则约左右，初期水灰比则约0.650.65）水泥水化程度）。

水泥水化程度的改善，则有利于粉煤灰作用的发挥，然而与的改善，则有利于粉煤灰作用的发挥，然而与此同时，此同时，需要粉煤灰水化产物填充的空隙已经需要粉煤灰水化产物填充的空隙已经大大减小，所以其水化能力差的弱点在低水胶大大减小，所以其水化能力差的弱点在低水胶比条件下被掩盖，而降低温升等其他优点则依比条件下被掩盖，而降低温升等其他优点则依然起着有利于混凝土性能提高的作用然起着有利于混凝土性能提高的作用 9 9为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性为什么粉煤灰掺量如此之大的混凝土各项性能会很优异呢？能会很优异呢？ 以上所述低水胶比下粉煤灰作用的变化，可以上所述低水胶比下粉煤灰作用的变化，可以用一个以用一个““动态堆积动态堆积””的概念来认识，这是相对的概念来认识，这是相对沿用的静态堆积而言的通常在选择混凝土原材沿用的静态堆积而言的通常在选择混凝土原材料和配合比时，是以各种原材料在加水之前的堆料和配合比时，是以各种原材料在加水之前的堆积尽量密实为依据的；但是当加水搅拌后，特别积尽量密实为依据的；但是当加水搅拌后，特别是在低水胶比条件下，如何通过粉状颗粒水化的是在低水胶比条件下，如何通过粉状颗粒水化的交叉进行，使初始水胶比尽量降低，混凝土单位交叉进行，使初始水胶比尽量降低，混凝土单位用水量尽量减少，配制出的混凝土在密实成型的用水量尽量减少，配制出的混凝土在密实成型的前提下，经过水化硬化过程，形成的微结构应更前提下，经过水化硬化过程，形成的微结构应更为密实。

为密实1010传统混凝土配合比设计方法的问题传统混凝土配合比设计方法的问题 整体体强度水平高了，拌合物从低塑性发整体体强度水平高了，拌合物从低塑性发展到当前的泵送，流动性大大提高；原材料展到当前的泵送，流动性大大提高；原材料也有很大变化：水泥强度等级高也有很大变化：水泥强度等级高 细度细，骨细度细，骨料粒形和级配差了，且品种多样化，品质相料粒形和级配差了，且品种多样化，品质相差很大；外加剂和矿物掺合料普遍使用，水差很大；外加剂和矿物掺合料普遍使用，水胶比普遍降低，关键是混凝土耐久性逐渐成胶比普遍降低，关键是混凝土耐久性逐渐成为混凝土的重要性能为混凝土的重要性能传统混凝土配合比设传统混凝土配合比设计方法以保罗米公式为重要基础已经不适合计方法以保罗米公式为重要基础已经不适合现代混凝土现代混凝土1111超量替代法存在的问题超量替代法存在的问题 超量取代法：超量取代法：有有关配合比的规范中提出粉煤关配合比的规范中提出粉煤灰的超量取代法灰的超量取代法 ，即在能被接受的掺量范围取，即在能被接受的掺量范围取代水泥，另多掺一部分取代砂子代水泥，另多掺一部分取代砂子 这只是一种计这只是一种计算而已算而已, ,在数量上代砂在数量上代砂 ，实际上因为细度量级，实际上因为细度量级的差别在功能上粉煤灰并不是砂，不可能代砂的差别在功能上粉煤灰并不是砂，不可能代砂 ，仍然是胶凝材料，，仍然是胶凝材料，却因为超量而变相增加浆却因为超量而变相增加浆体含量体含量。

有人认为有人认为掺粉煤灰后的混凝土抗裂性掺粉煤灰后的混凝土抗裂性改善不明显，浆骨比增大是其原因之一改善不明显，浆骨比增大是其原因之一 建议今建议今后不再采用这种实际上增加浆骨比的计算方法后不再采用这种实际上增加浆骨比的计算方法 1212 现代混凝土技术的简单与复杂现代混凝土技术的简单与复杂混凝土是什么？混凝土是什么？ 混凝土是用混凝土是用最简单的工艺制作的最复杂的体系最简单的工艺制作的最复杂的体系简单得简单得““…………通常认为任何站在那里没事干的人都能直通常认为任何站在那里没事干的人都能直接就去浇筑或捣实混凝土接就去浇筑或捣实混凝土”──”──NevilleNeville；；复杂得至今无法建立实验室指标试验结果和同样复杂的复杂得至今无法建立实验室指标试验结果和同样复杂的现场条件下的混凝土行为的相关关系；人们仍不确知混现场条件下的混凝土行为的相关关系；人们仍不确知混凝土的体内在服役的环境中随时间究竟发生了什么凝土的体内在服役的环境中随时间究竟发生了什么1313复杂的体系复杂的体系 混凝土是十分复杂的一个材料体系，恐怕混凝土是十分复杂的一个材料体系，恐怕是人类所用各种材料中最为复杂的。

是人类所用各种材料中最为复杂的 砂、石、水泥、外加剂、矿物掺合料与水砂、石、水泥、外加剂、矿物掺合料与水的简单混合，即刻出现一个有明显的简单混合，即刻出现一个有明显““生命历程生命历程””的材料体系，其中水泥自发进行着长期延续的水的材料体系，其中水泥自发进行着长期延续的水化硬化过程，带动整个体系经历复杂的物理化硬化过程，带动整个体系经历复杂的物理——化化学学——力学的变化过程，而就在这变化过程中得到力学的变化过程，而就在这变化过程中得到长期使用长期使用1414复杂的体系复杂的体系u混凝土是极其复杂的多相、多尺度的非匀质混凝土是极其复杂的多相、多尺度的非匀质体，这就造成了混凝土材料本身的高度复杂体，这就造成了混凝土材料本身的高度复杂性和随机变化性，加之我国幅员辽阔，对于性和随机变化性，加之我国幅员辽阔，对于使用地方性材料的混凝土而言，其变化就更使用地方性材料的混凝土而言，其变化就更加复杂了加复杂了u仅就原材料而言，各地、各厂的水泥是变化仅就原材料而言，各地、各厂的水泥是变化的，哪怕就是同一个水泥厂生产的水泥也是的，哪怕就是同一个水泥厂生产的水泥也是变化的，骨料是变化的，外加剂是变化的，变化的，骨料是变化的，外加剂是变化的，粉煤灰更是变化的。

粉煤灰更是变化的1515复杂的体系复杂的体系u对混凝土，人们的描述用语是：多组分、多对混凝土，人们的描述用语是：多组分、多相、多种尺度颗粒物料混杂堆积互相填充的相、多种尺度颗粒物料混杂堆积互相填充的组成结构，具有不稳定性、非均质性、不连组成结构，具有不稳定性、非均质性、不连续性、多种尺度的孔隙结构、接触界面情况续性、多种尺度的孔隙结构、接触界面情况复杂，而这一切都在变动等特点，复杂，而这一切都在变动等特点，…………u混凝土里面包含着综合许多门学科内容的大混凝土里面包含着综合许多门学科内容的大学问可惜，探究这些学问是十分复杂而艰学问可惜，探究这些学问是十分复杂而艰难的1616 现代混凝土技术趋于复杂现代混凝土技术趋于复杂 混凝土配合比对于新拌混凝土和硬化混凝混凝土配合比对于新拌混凝土和硬化混凝土的重要意义不言而喻现代混凝土土的重要意义不言而喻现代混凝土使用复合使用复合超塑化剂和超细矿物质掺合料超塑化剂和超细矿物质掺合料，近年来机，近年来机制砂制砂逐渐成为建筑用砂的主要品种后矿物组成与品逐渐成为建筑用砂的主要品种后矿物组成与品质差异比较大质差异比较大，再加之，再加之各地水泥在组分、与外各地水泥在组分、与外加剂相容性、开裂敏感性方面有较大不同加剂相容性、开裂敏感性方面有较大不同，这，这些都使配合比设计趋于复杂。

些都使配合比设计趋于复杂 1717现代混凝土技术趋于复杂现代混凝土技术趋于复杂 原因是使用环境、原材料和施工方法的多原因是使用环境、原材料和施工方法的多样性例如今年暑期在大连理工大学举行的首样性例如今年暑期在大连理工大学举行的首届全国大学生混凝土材料设计大赛中呈现的现届全国大学生混凝土材料设计大赛中呈现的现象 正所谓：正所谓： 人工造石本无奇，砂子石头和水泥人工造石本无奇，砂子石头和水泥 一朝采用多组分，百变技法令人迷一朝采用多组分，百变技法令人迷1818什么是当代混凝土？什么是当代混凝土？u当代混凝土是建立当代混凝土是建立在混凝土化学外加剂在混凝土化学外加剂和矿物掺合料两大混凝土科学技术进展和矿物掺合料两大混凝土科学技术进展基础上的六组分混凝土基础上的六组分混凝土u预拌混凝土预拌混凝土是当代混凝土的主体品种是当代混凝土的主体品种以预拌混凝土、泵送为主流拌和料的以预拌混凝土、泵送为主流拌和料的流变性能成为重要问题流变性能成为重要问题1919 我国混凝土规范与设计方法的问题我国混凝土规范与设计方法的问题 国内外学者提出多种配合比设计方法，国内外学者提出多种配合比设计方法，大多是以经验为基础的半定量设计方法。

大多是以经验为基础的半定量设计方法正如陈肇元院士所说正如陈肇元院士所说：：“能满足质量控能满足质量控制标准的混凝土，可以有不同的配合比制标准的混凝土，可以有不同的配合比设计方法设计方法”2020传统混凝土配合比设计方法的问题传统混凝土配合比设计方法的问题 我国自1970年代引进高效减水剂，直到 1980年代末至今得以大量使用后，混凝土强混凝土强度不再依赖于水泥强度，度不再依赖于水泥强度，用GB175—77水泥标准的425#水泥（相当于现行水泥标准的32.5等）已能配制出C60 的泵送混凝土 在本质上，混凝土主要还是由水泥 骨料和水组成的硬化，但是其内涵已发生很大变化2121传统混凝土配合比设计方法的问题传统混凝土配合比设计方法的问题 整体体强度水平高了，拌合物从低塑性发展到当前的泵送，流动性大大提高；原材料也有很大变化：水泥强度等级高 细度细，骨料粒形和级配差了，且品种多样化，品质相差很大；外加剂和矿物掺合料普遍使用，水胶比普遍降低，关键是混凝土耐久性逐渐成关键是混凝土耐久性逐渐成为混凝土的重要性能为混凝土的重要性能传统混凝土配合比设计方法以保罗米公式为重要基础已经不适合现代混凝土。

2222普通配合比设计新规范的要点u3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制 表表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量混凝土的最小胶凝材料用量最大水胶比最大水胶比最小胶凝材料用量最小胶凝材料用量(kg/m(kg/m3 3) )素混凝土素混凝土钢筋混凝土钢筋混凝土预应力混凝土预应力混凝土0.600.602502502802803003000.550.552802803003003003000.500.50320320≤≤0.450.453303302323标准名称结构类别最大水灰比最小水泥用量最小胶凝材料用量建标JGJ55《普通混凝土配合比设计规程》有冻害环境普通混凝土0.5-320国标GB/T 50476《混凝土结构耐久性设计规范》有冻害环境普通混凝土0.55-280京标DBJT01-64-07《混凝土矿物掺和料应用技术规程》有冻害环境普通混凝土0.5200300国标GB50208《地下防水工程质量验收规范》地下结构防水混凝土0.55280-国标GB50010《混凝土结构设计规范》寒冷环境普通混凝土0.55275国标GB50119《混凝土外加剂应用技术规范》加防冻剂的普通混凝土0.6300-相关规范标准对水泥或胶凝材料最小用量的规定相关规范标准对水泥或胶凝材料最小用量的规定2424标准名称结构类别最大水灰比最小水泥用量最小胶凝材料用量国标GB50119《混凝土外加剂应用技术规范》加膨胀剂的抗渗混凝土0.5280──建标JGJ104《建筑工程冬季施工规程》冬季施工0.6300──建标JGJ/T10-95《混凝土泵送施工技术规程》泵送300──地下防水技术规程260 320GB50204-92《施工验收规范》GB50204-2002无规定无规定无规定无规定GBJ146-90粉煤灰混凝土应用技术规程注：①结构用混凝土必须C25以上 ② 所有水泥用量均未说明水泥品种和强度相关规范标准对水泥或胶凝材料最小用量的规定相关规范标准对水泥或胶凝材料最小用量的规定2525普通配合比设计新规范的要点u3.0.5 3.0.5 矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。

钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定 表表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量矿物掺合料种类矿物掺合料种类水胶比水胶比最大掺量（最大掺量（% %））硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥粉煤灰粉煤灰≤≤0.400.4045453535＞＞0.400.4040403030粒化高炉矿渣粉粒化高炉矿渣粉≤≤0.400.4065655555＞＞0.400.4055554545钢渣粉钢渣粉－－30302020磷渣粉磷渣粉－－30302020硅灰硅灰－－10101010复合掺合料复合掺合料≤≤0.400.4065655555＞＞0.400.40555545452626普通配合比设计新规范的要点表表3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量矿物掺合料种类矿物掺合料种类水胶比水胶比最大掺量（最大掺量（%））硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥粉煤灰粉煤灰≤0.403530＞＞0.402520粒化高炉矿渣粉粒化高炉矿渣粉≤0.405545＞＞0.404535钢渣粉钢渣粉－－2010磷渣粉磷渣粉－－2010硅灰硅灰－－1010复合掺合料复合掺合料≤0.405545＞＞0.4045352727普通配合比设计新规范的要点u3.0.8 3.0.8 对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，混凝土中最大碱含量不应大于3.0kg/m3，并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料；对于矿物掺合料碱含量，粉煤灰碱含量可取实测值的1/6，粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的1/2。

2828预防混凝土碱骨料反应预防混凝土碱骨料反应 对可能发生碱对可能发生碱- -骨料反应的混凝土，骨料反应的混凝土，宜采用大掺量矿物掺和料；单掺磨细矿宜采用大掺量矿物掺和料；单掺磨细矿渣的用量占胶凝材料总重渣的用量占胶凝材料总重α ≥50%α ≥50%，单，单掺粉煤灰掺粉煤灰α≥40%α≥40%，单掺火山灰质材料不，单掺火山灰质材料不小于小于30%30%，并应降低水泥和矿物掺和料中，并应降低水泥和矿物掺和料中的含碱量和粉煤灰中的游离氧化钙含量的含碱量和粉煤灰中的游离氧化钙含量AARAAR指碱集料反应指碱集料反应292930303131普通配合比设计新规范的要点u当没有近期的同一品种、同一强度等级混凝土强度资料时，其强度标准差σ可按表4.0.2取值u 4.0.3 4.0.3 遇有下列情况时应提高混凝土配制强度： 1 1．现场条件与试验室条件有显著差异时； 2 2．C30等级及其以上强度等级的混凝土，采用非统计方法评定时 混凝土强度标准值混凝土强度标准值≤≤C20C20C25~C45C25~C45C50~ C55C50~ C55σσ4.04.05.05.06.06.03232普通配合比设计新规范的要点u5.1.1 5.1.1 混凝土强度等级不大于C60等级时，混凝土水胶比宜按下式计算：u当胶凝材料28d胶砂抗压强度无实测值时，公式（5.1.1-1）中的fb值可按下式计算： 3333普通配合比设计新规范的要点表表5.1.1-1 粉煤灰影响系数粉煤灰影响系数 f和粒化高炉矿渣粉影响系数和粒化高炉矿渣粉影响系数 s 掺量（掺量（%）） 种类种类粉煤灰影响系数粉煤灰影响系数 f粒化高炉矿渣粉影响系数粒化高炉矿渣粉影响系数 s01.001.00100.85～～0.951.00200.75～～0.850.95～～1.00300.65～～0.750.90～～1.00400.55～～0.650.80～～0.9050-0.70～～0.853434普通配合比设计新规范的要点u当水泥28d胶砂抗压强度无实测值时，公式5.1.1-2）中的fce值可按下式计算：u表表5.1.1-2 水泥强度等级值的富余系数水泥强度等级值的富余系数 c 水泥强度等级值水泥强度等级值32.542.552.5富余系数富余系数1.121.161.10采用值采用值36.447.657.83535普通配合比设计新规范的要点u5.1.25.1.2 回归系数a和b宜按下列规定确定：1．根据工程所使用的原材料，通过试验建立的水胶比与混凝土强度关系式来确定；2．当不具备上述试验统计资料时，可按表5.1.2选用。

表表5.1.2 回归系数回归系数 a、、 b选用表选用表 粗骨料品种粗骨料品种系数系数碎石碎石卵石卵石 a0.53 0.49 b0.200.133636普通配合比设计新规范的要点u应至少采用三个不同的配合比当采用三个不同的配合比时，其中一个应为本规程第6.1.4条确定的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜较试拌配合比分别增加和减少0.05，用水量应与试拌配合比相同，砂率可分别增加和减少1％u6.2.4 6.2.4 配合比调整后，应对设计要求的混凝土耐配合比调整后，应对设计要求的混凝土耐久性能进行试验，符合设计规定的耐久性能要求的久性能进行试验，符合设计规定的耐久性能要求的配合比方可确定为设计配合比配合比方可确定为设计配合比3737普通配合比设计新规范的要点表表7.3.3 高强混凝土水胶比、胶凝材料用量和砂率高强混凝土水胶比、胶凝材料用量和砂率 外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试配确定；矿物掺合料掺量宜为配确定；矿物掺合料掺量宜为25%25%～～40%40%；硅灰掺量；硅灰掺量不宜大于不宜大于10%10%；粗骨料最大粒径不大于；粗骨料最大粒径不大于2525毫米；水泥毫米；水泥用量不宜大于用量不宜大于500kg/m500kg/m3 3。

强度等级强度等级水胶比水胶比胶凝材料用量胶凝材料用量（（kg/m3））砂率（砂率（%））≥C60，＜，＜C800.28～～0.34480～～56035～～42≥C80，＜，＜C1000.26～～0.28520～～580C1000.24～～0.26550～～6003838普通配合比设计新规范的要点u7.3.3计算后调整拌合物的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比，宜较试拌配合比分别增加和减少0.02u7.3.6 7.3.6 高强混凝土抗压强度宜采用标准试件通过试验测定；使用非标准尺寸试件时，尺寸折算系数应由试验确定 3939普通配合比设计新规范的要点u3.0.3 3.0.3 控制最大水胶比是保证混凝土耐久性能的重要手段，而水胶比又是混凝土配合比设计的首要参数《混凝土结构设计规范》GB50010对不同环境条件的混凝土最大水胶比作了规定u3.0.4 3.0.4 在控制最大水胶比条件下，表3.0.4中最小胶凝材料用量是满足混凝土施工性能和掺加矿物掺合料后满足混凝土耐久性能的胶凝材料用量下限4040普通配合比设计新规范的要点u3.0.53.0.5 规定矿物掺合料最大掺量主要是为了保证混凝土耐久性能。

当采用超出表当采用超出表3.0.5-13.0.5-1和表和表3.0.5-23.0.5-2给出的矿物掺合料最大掺量时，给出的矿物掺合料最大掺量时，全然否定不妥，通过对混凝土性能进行全面全然否定不妥，通过对混凝土性能进行全面试验论证，证明结构混凝土安全性和耐久性试验论证，证明结构混凝土安全性和耐久性可以满足设计要求后，还是能够采用的可以满足设计要求后，还是能够采用的 4141矿物掺合料掺加比例与水胶比u当掺量小于20％时，可按普通水泥使用u当掺量大于20％时，水胶比应不大于0.5u当掺量大于30％时，水胶比应不大于0.45u当掺量超过50％时，水胶比应不大于0.42u随掺量的增大，水胶比降低4242普通配合比设计新规范的要点u在没有特殊规定的情况下，混凝土强度试件在28d龄期进行抗压试验；当设计规定采用60d或90d等其它龄期强度时，混凝土强度试件在相应的龄期进行抗压试验4343水胶比是不是一定要通过计算获得？水胶比是不是一定要通过计算获得？■■新规范规定新规范规定““混凝土强度等级小于混凝土强度等级小于C60C60等级时，等级时，混凝土水胶比宜按下式计算混凝土水胶比宜按下式计算””■■新规范采用改进的保罗米公式来计算水胶比。

尽管新规范采用改进的保罗米公式来计算水胶比尽管对公式中的参数和系数作了修改，此公式仍是依据对公式中的参数和系数作了修改，此公式仍是依据胶凝材料胶凝材料2828天胶砂强度与混凝土天胶砂强度与混凝土2828天配制强度的关天配制强度的关系建立的混凝土水胶比计算公式这样的混凝土配系建立的混凝土水胶比计算公式这样的混凝土配合比设计方法，首先要满足的是混凝土合比设计方法，首先要满足的是混凝土2828天强度 4444水胶比是不是一定要通过计算获得？水胶比是不是一定要通过计算获得？ 但如果我们更多地从耐久性角度考虑，但如果我们更多地从耐久性角度考虑，在结构荷载允许的前提下，对掺加较多矿在结构荷载允许的前提下，对掺加较多矿物掺合料的混凝土可能越来越多地选择物掺合料的混凝土可能越来越多地选择6060天、天、9090天或更长龄期评定混凝土强度如天或更长龄期评定混凝土强度如此新规范使用改进的保罗米公式就不再适此新规范使用改进的保罗米公式就不再适合4545水胶比是不是一定要通过计算获得？水胶比是不是一定要通过计算获得？■■许多人认为水胶比计算出来比较可靠，其实许多人认为水胶比计算出来比较可靠，其实并非如此。

对于一定等级的混凝土如果考虑耐并非如此对于一定等级的混凝土如果考虑耐久性要求，久性要求，在特定胶凝材料组成下水胶比的范在特定胶凝材料组成下水胶比的范围并不大，可以进行选择，选择围并不大，可以进行选择，选择3-43-4个水胶比个水胶比进行混凝土试配进行混凝土试配4646水胶比是不是一定要通过计算获得？水胶比是不是一定要通过计算获得？■■也就是说混凝土的水胶比不一定是算出也就是说混凝土的水胶比不一定是算出来的，可依据混凝土性能目标进行选择，来的，可依据混凝土性能目标进行选择，经试配确定，这需要我们基于对现代混经试配确定，这需要我们基于对现代混凝土的深刻认识而转变观念凝土的深刻认识而转变观念4747混凝土单位体积用水量的重要性没有得到充混凝土单位体积用水量的重要性没有得到充分体现分体现 ■■规范将规范将““最少水泥用量最少水泥用量””改为改为““最少胶凝材最少胶凝材料用量料用量””体现了现代混凝土的技术理念，但体现了现代混凝土的技术理念，但没有限定最高胶凝材料用量胶凝材料用量过没有限定最高胶凝材料用量胶凝材料用量过高，混凝土体积稳定性差，开裂的风险就越大高，混凝土体积稳定性差，开裂的风险就越大。

■■规范对混凝土浆骨比指标没有提及其实浆规范对混凝土浆骨比指标没有提及其实浆骨比是保证硬化前后混凝土性能的核心因素骨比是保证硬化前后混凝土性能的核心因素尤其对于混凝土体积稳定性更为重要尤其对于混凝土体积稳定性更为重要 4848混凝土单位体积用水量的重要性没有得到充混凝土单位体积用水量的重要性没有得到充分体现分体现 ■■应参考应参考《《混凝土结构耐久性设计规范混凝土结构耐久性设计规范》》，规，规定胶凝材料用量上限定胶凝材料用量上限 ■■其实如果充分重视混凝土耐久性，配合比设其实如果充分重视混凝土耐久性，配合比设计理念应该实现从水胶比计理念应该实现从水胶比——强度的关系转变到强度的关系转变到单位体积用水量单位体积用水量——耐久性关系上来耐久性关系上来4949矿物掺合料掺加比例的规定考虑不周矿物掺合料掺加比例的规定考虑不周 ■■规范规定了矿物掺合料最大掺量，并在条款规范规定了矿物掺合料最大掺量，并在条款说明中提出当采用超出表说明中提出当采用超出表3.0.5-13.0.5-1和表和表3.0.5-23.0.5-2给出的矿物掺合料最大掺量时，全然否定不妥，给出的矿物掺合料最大掺量时，全然否定不妥，通过对混凝土性能进行全面试验论证，证明结通过对混凝土性能进行全面试验论证，证明结构混凝土安全性和耐久性能满足设计要求后，构混凝土安全性和耐久性能满足设计要求后，还是能够采用的。

还是能够采用的5050矿物掺合料掺加比例的规定考虑不周矿物掺合料掺加比例的规定考虑不周■■虽然为混凝土大比例掺加矿物掺合料留虽然为混凝土大比例掺加矿物掺合料留下了余地，但作为规范这样明文规定矿下了余地，但作为规范这样明文规定矿物掺合料最大掺加比例不利于绿色高性物掺合料最大掺加比例不利于绿色高性能混凝土技术的推广应用能混凝土技术的推广应用 5151矿物掺合料掺加比例的规定考虑不周矿物掺合料掺加比例的规定考虑不周■■其实混凝土矿物掺合料的掺加比例应根据使其实混凝土矿物掺合料的掺加比例应根据使用环境、结构形式和混凝土水胶比而定，例如用环境、结构形式和混凝土水胶比而定，例如北京近年来许多工程的大基础底板混凝土中矿北京近年来许多工程的大基础底板混凝土中矿物掺合料掺加比例都超过了新规范规定，混凝物掺合料掺加比例都超过了新规范规定，混凝土性能良好，技术趋于成熟土性能良好，技术趋于成熟■■至于预应力钢筋混凝土中掺合料掺加比例更至于预应力钢筋混凝土中掺合料掺加比例更低的要求，可能是考虑张拉时混凝土强度的需低的要求，可能是考虑张拉时混凝土强度的需要，其实过早张拉导致混凝土追求高早强对于要，其实过早张拉导致混凝土追求高早强对于耐久性不利。

耐久性不利5252混凝土强度试验水胶比取值规定得商榷混凝土强度试验水胶比取值规定得商榷 规范规范6. 1. 5 6. 1. 5 在试拌配合比的基础上应进行在试拌配合比的基础上应进行混凝土强度试验，并应符合下列规定混凝土强度试验，并应符合下列规定: :应至少采应至少采用三个不同的配合比当采用三个不同的配合用三个不同的配合比当采用三个不同的配合比时，其中一个应为本规程第比时，其中一个应为本规程第6.1.46.1.4条确定的试条确定的试拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜较试拌拌配合比，另外两个配合比的水胶比宜较试拌配合比分别增加和减少配合比分别增加和减少0.050.05对于中低强度混对于中低强度混凝土试配，这样的水胶比取值幅度可能过大，凝土试配，这样的水胶比取值幅度可能过大，笔者认为笔者认为0.030.03较为适宜较为适宜5353规范仍认为骨料干燥状态作为基础设计配合规范仍认为骨料干燥状态作为基础设计配合比为宜不能令人信服比为宜不能令人信服 ■■目前混凝土大量使用机制砂，且混凝土骨料目前混凝土大量使用机制砂，且混凝土骨料品种多，品质各异，尤其是吸水率差别大时以品种多，品质各异，尤其是吸水率差别大时以干燥状态设计混凝土配合比可能造成干燥状态设计混凝土配合比可能造成有效水胶有效水胶比不同比不同；此外使用干燥状态骨料生产混凝土时，；此外使用干燥状态骨料生产混凝土时，若骨料吸水多，则同时也吸附了一定量的减水若骨料吸水多，则同时也吸附了一定量的减水剂，造成剂，造成混凝土坍落度损失大混凝土坍落度损失大；以干燥状态为；以干燥状态为基础设计配合比易导致混凝土生产中基础设计配合比易导致混凝土生产中由于水的由于水的控制较难，质量波动增大。

控制较难，质量波动增大所以以饱和面干状以饱和面干状态骨料为混凝土配合比设计基础为宜态骨料为混凝土配合比设计基础为宜5454质量法计算砂石存在问题质量法计算砂石存在问题 ■■对于混凝土企业实验室，测定原材料密度的对于混凝土企业实验室，测定原材料密度的技术条件应该具备由于混凝土矿物掺合料一技术条件应该具备由于混凝土矿物掺合料一般比水泥轻，且骨料表观密度差别也可能较大，般比水泥轻，且骨料表观密度差别也可能较大，假定表观密度可能不准现代六组分混凝土的假定表观密度可能不准现代六组分混凝土的配合比设计应采用体积法更合理配合比设计应采用体积法更合理5555质量法计算砂石存在问题质量法计算砂石存在问题 ■■条款说明条款说明5.55.5中这样解释：在实际工程中，混中这样解释：在实际工程中，混凝土配合比设计通常采用质量法混凝土配合凝土配合比设计通常采用质量法混凝土配合比设计也允许采用体积法，可视具体技术需要比设计也允许采用体积法，可视具体技术需要选用与质量法比较，体积法需要在测定水泥选用与质量法比较，体积法需要在测定水泥和矿物掺合料的密度以及骨料的表观密度等，和矿物掺合料的密度以及骨料的表观密度等，对技术条件要求略高。

对技术条件要求略高5656混凝土配合比设计规范不宜修订和保留混凝土配合比设计规范不宜修订和保留 混凝土不是算出来的，而是配出来的，混凝土不是算出来的，而是配出来的，混凝混凝土配合比设计可以编指南，定原则，但保留并修土配合比设计可以编指南，定原则，但保留并修订设计规范其实没有必要定的指标、限制越多，订设计规范其实没有必要定的指标、限制越多，越具体，就越容易成为束缚混凝土技术人员的越具体，就越容易成为束缚混凝土技术人员的“绳索绳索”，阻碍混凝土技术的发展标准规范条款，阻碍混凝土技术的发展标准规范条款应该更多以性能要求和导向为主应该更多以性能要求和导向为主 5757混凝土配合比设计规范不宜修订和保留混凝土配合比设计规范不宜修订和保留 ■ ■目前的工程实际是混凝土搅拌站试配出合理目前的工程实际是混凝土搅拌站试配出合理的配合比后，为了使混凝土配合比设计资料复的配合比后，为了使混凝土配合比设计资料复合标准规范，按照现有规范设计方法挖空心思合标准规范，按照现有规范设计方法挖空心思““对号入座对号入座””，编资料 比如：比如：C30C30混凝土配合比中实际用胶凝材料混凝土配合比中实际用胶凝材料380kg380kg，水胶比，水胶比0.450.45，为了资料满足规范，混凝，为了资料满足规范，混凝土搅拌站技术部门都采用反算的思路：从土搅拌站技术部门都采用反算的思路：从W/BW/B到到fb fb 再推算再推算rfrf、、rsrs。

针对这些情况，针对这些情况，《《普通混凝普通混凝土配合比设计规程土配合比设计规程》》JGJ55-2011JGJ55-2011又有何意义？又有何意义？规范编制人员应该认真反思规范编制人员应该认真反思5858普通配合比设计新规范的点评普通配合比设计新规范的点评u规范标准应该与时俱进，不能刻舟求剑u要深刻了解现代混凝土的复杂性5959抗压强度、变形性能和耐久性抗压强度、变形性能和耐久性u混凝土抗压强度高与低，满足设计要求即可；u并非混凝土强度越高，就意味着“水平”越高（HSC似乎还不过瘾，又出现了UHSC）u无论混凝土强度高低，必须具有匀质性、体积稳定性和耐久性，这是“根本”6060抗渗混凝土抗渗混凝土u影响混凝土抗渗性最关键的两个指标是：u水胶比、粗骨料最大粒径u事实上并不存在单独具有抗渗性超强的混凝土，其与混凝土强度等级不无关系u使得C25及以下的混凝土具有良好的抗渗性，才体现出水平6161配制抗渗混凝土要点 u限制水胶比限制水胶比u限制骨料最大粒径限制骨料最大粒径u控制粗骨料的粒形、级配、含泥量控制粗骨料的粒形、级配、含泥量u控制细骨料的级配、含泥量控制细骨料的级配、含泥量u优先掺粉煤灰，其次掺磨细矿渣，有条件时，优先掺粉煤灰，其次掺磨细矿渣，有条件时，u双掺，并掺入高效减水剂和引气剂双掺，并掺入高效减水剂和引气剂 6262抗冻混凝土抗冻混凝土 u混凝土抗冻性好，首先要求其抗渗性好混凝土抗冻性好，首先要求其抗渗性好u控制水胶比和骨料最大粒径控制水胶比和骨料最大粒径u掺入高效减水剂和引气剂掺入高效减水剂和引气剂u控制控制临界强度临界强度u绝对绝对( (最好）最好）不要使用防冻剂、早强剂不要使用防冻剂、早强剂 6363高强混凝土 u现代混凝土技术赋予混凝土强度绝对是件“易如反掌”的事情u高强混凝土技术之所以被单独提出来，并非配制 “高强”有什么技术“玄机”；而是，强度越高，体积稳定性越差，开裂的风险就越大，如何确保高强混凝土的耐久性才是高强混凝土技术的难点所在6464泵送混凝土 u泵送混凝土有两个指标绝对要进行控制：第一，流动性与粘聚性的统一；第二，泵送压力的选择，即必须采用高压泵！u绝对不能以低压泵为“借口”，将本来已经满足泵送要求的混凝土拌合物的流动性人为地放大，这样带来的不仅仅是成本问题，更重要的是耐久性问题，这又是舍本逐末！6565大体积混凝土u体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝u结构混凝土应从控制原材料的温度入手u水胶比过低也容易导致开裂！低与高，要权衡！原材料的温度，尤其是水泥的温度特别重要，拌和水要降温。

u此外，早期养护更是重要！ 6666关于配合比设计还要说的话u没有任何可以以不变应万变的配合比，试配工作是必须的，目前并没有什么“全计算”u对原材料质量差异的控制比对配料计量误差的限制更重要u对变化了的材料不能使用不变的方法6767用科学思维方法 指导混凝土技术u任何给工程带来好处的措施，必然同时存在某些不利因素，有所得必有所失u没有任何事物（材料、技术）只有优点没有缺点，有利必有弊；必须因地制宜、因事制宜、因时制宜、因人（使用者的素质）制宜u对变化了的材料使用不变的方法往往会得出错误的结论6868用科学思维方法 指导混凝土技术u新拌混凝土流动性大与小，能施工就行u混凝土强度高与低，满足设计要求就行u混凝土质量的根本有两点：一是混凝土长龄期强度的发展，二是混凝土结构的耐久性为此，混凝土的匀质性、体积稳定性是必须满足的质量要求6969配合比设计的原则与注意事项配合比设计的原则与注意事项u低水胶比对现代混凝土很重要，低水胶比对现代混凝土很重要，依靠高效减水剂依靠高效减水剂和优质矿物细粉掺合料实现混凝土的低水胶比和优质矿物细粉掺合料实现混凝土的低水胶比u不能过分地提高胶凝材料的用量不能过分地提高胶凝材料的用量。

胶凝材料过多，胶凝材料过多，不仅成本高，混凝土的体积稳定性也差，同时，不仅成本高，混凝土的体积稳定性也差，同时，对获得高的强度意义不大对获得高的强度意义不大应该通过合理调整粗应该通过合理调整粗细骨料用量及砂率控制空隙率，实现较低水胶比细骨料用量及砂率控制空隙率，实现较低水胶比下的良好和易性下的良好和易性7070技术理念的改变技术理念的改变7171技术理念的改变技术理念的改变7272配合比设计的原则与注意事项GB/T50476-2008 混凝土结构耐久性设计规范条款7373配合比设计的原则与注意事项GB/T50476-2008 混凝土结构耐久性设计规范条款环境类别与作用等级环境类别与作用等级环境类别与作用等级环境类别与作用等级7474B.1 B.1 配筋混凝土的胶凝材料中，矿物掺和料用量占胶凝材料配筋混凝土的胶凝材料中，矿物掺和料用量占胶凝材料总量的比值应符合下表规定总量的比值应符合下表规定75753.4.3 3.4.3 结构构件的混凝土强度等级应同时满足构件结构构件的混凝土强度等级应同时满足构件承载能力和耐久性的设计要求承载能力和耐久性的设计要求7676结构混凝土性能技术规范结构混凝土性能技术规范 6.2表表6.26.2不同等级混凝土最大浆骨比和用水量不同等级混凝土最大浆骨比和用水量强度等级最大浆骨体积比最大用水量（kg/m3）C30～C50（不含C50）≤0.32≤170C50～C60（含C60）≤0.35≤160C60以上（不含C60）≤0.38≤1507777粗骨料最大粒径选择7878u吴中伟提出的简易配合比设计方法的吴中伟提出的简易配合比设计方法的基本原则是要基本原则是要求砂石有最小的混合空求砂石有最小的混合空隙率隙率，，按绝对体积法原理计算按绝对体积法原理计算。

具体具体步骤和实例如下：步骤和实例如下： 简易配合比设计方法简易配合比设计方法79791) 1) 首先选择高性能混凝土平均或常用性能指首先选择高性能混凝土平均或常用性能指标作为基准，或选用工程要求的性能为基标作为基准，或选用工程要求的性能为基准，然后再试配调整，满足其他条件或要准，然后再试配调整，满足其他条件或要求8080u例如要求耐久性为低渗透性，要求用例如要求耐久性为低渗透性，要求用Nernst-Nernst-EinsteinEinstein法测定的氯离子扩散系数为法测定的氯离子扩散系数为(50(50～～100)×10-14m100)×10-14m2 2/s/s，配制强度为，配制强度为4040～～50MPa50MPa，，工作性要求坍落度为工作性要求坍落度为180180～～200mm200mm，，1h1h坍落度坍落度损失不大于损失不大于10%10%，无离析等无离析等81812) 2) 求砂石混合空隙率求砂石混合空隙率αα，选择最小值，选择最小值u可先从砂率可先从砂率38%38%～～40%40%开始开始，将不同砂石比的砂石混，将不同砂石比的砂石混合，分三次装入一个合，分三次装入一个1515～～20L20L的不变形的容重筒中，的不变形的容重筒中，用直径为用直径为15mm15mm的圆头捣棒各插捣的圆头捣棒各插捣3030下下( (或在振动台上或在振动台上振动至试料不再下沉为止振动至试料不再下沉为止) )，刮平表面后称量，并换，刮平表面后称量，并换算成松椎密度算成松椎密度ρρ0 0 (kg/m (kg/m3 3),),测出砂石混合料的混合测出砂石混合料的混合表观密度表观密度ρ(kg/mρ(kg/m3 3) )，一般为，一般为2.65g/cm2.65g/cm3 3左右。

左右计算，计算，最经济的混合空隙率约为最经济的混合空隙率约为16%16%，一般为，一般为20%20%～～22%22%82823) 3) 计算胶凝材料浆量计算胶凝材料浆量u胶凝材料浆量等于砂石混合空隙体积加富余胶凝材料浆量等于砂石混合空隙体积加富余量胶凝材料浆富余量取决于工作性要求和胶凝材料浆富余量取决于工作性要求和外加剂性质和掺量，可先按坍落度外加剂性质和掺量，可先按坍落度180180～～200mm200mm估计为估计为8%8%～～10%10%，由试拌决定假设为，由试拌决定假设为8%8%，，αα为为20%20%，则浆体积为，则浆体积为α+8%=28%α+8%=28%，即，即280L/m280L/m3 383834) 4) 计算各组分用量计算各组分用量u设选用水胶比为设选用水胶比为0.40.4，掺入磨细矿渣，掺入磨细矿渣30%30%，水泥密度为，水泥密度为3.15g/cm3.15g/cm3 3，磨细矿渣密度，磨细矿渣密度为为2.5g/cm2.5g/cm3 3，则，则u u即即1L1L浆用胶凝材料浆用胶凝材料1.35kg1.35kg8484u1 m1 m3 3胶凝材料总用量胶凝材料总用量 = 280×1.35 =378 kg/m= 280×1.35 =378 kg/m3 3u水泥用量水泥用量 = 378×0.7 =265 kg/m= 378×0.7 =265 kg/m3 3u矿渣用量矿渣用量 = 378×0.3 =113 kg/m= 378×0.3 =113 kg/m3 3u水用量水用量 = 378×0.4 =151kg/m= 378×0.4 =151kg/m3 3u集料总用量集料总用量 = (1000-280)×2.65 =1908 kg/m= (1000-280)×2.65 =1908 kg/m3 3u砂用量砂用量 = 1908×40% =763 kg/m= 1908×40% =763 kg/m3 3u 石用量石用量 = 1908-763 =1145 kg/m= 1908-763 =1145 kg/m3 3u因引入了浆体积富余量，总体积略超过因引入了浆体积富余量，总体积略超过1m1m3 3，故所计，故所计算的各材料用量总需按实测的表观密度校正。

算的各材料用量总需按实测的表观密度校正8585u在以上基础上，经多次试拌，求得符合要求在以上基础上，经多次试拌，求得符合要求的合理、经济的配合比但针对此方法提出的合理、经济的配合比但针对此方法提出两点改进建议，两点改进建议，第一是浆体富余量在第一是浆体富余量在8%8%以上，以上，不一定在不一定在8—10%8—10%之间，由试拌决定之间，由试拌决定第二是第二是粗骨料应该采取两个以上粒级混拌的方法，粗骨料应该采取两个以上粒级混拌的方法，使混拌后的粗骨料空隙率小于使混拌后的粗骨料空隙率小于42%42%8686基于饱和面干骨料的配合比设计基于饱和面干骨料的配合比设计 u清华大学廉慧珍教授针对当代混凝土的特点，清华大学廉慧珍教授针对当代混凝土的特点，提出了提出了““当代混凝土配合比要素的选择和配当代混凝土配合比要素的选择和配合比计算方法的建议合比计算方法的建议””当代混凝土配合比当代混凝土配合比选择的内容实际上是选择的内容实际上是水胶比、浆骨比、砂石水胶比、浆骨比、砂石比和矿物掺和料在胶凝材料中的比例等四要比和矿物掺和料在胶凝材料中的比例等四要素的确定素的确定，以及按照满足施工性要求的前提，以及按照满足施工性要求的前提下紧密堆积原理的计算方法。

下紧密堆积原理的计算方法 8787混凝土各组成材料的关系和性质及其作用和影响 8888u由图可看出，混凝土配合比四要素都影响拌由图可看出，混凝土配合比四要素都影响拌和物与硬化混凝土性能，当决定混凝土强度和物与硬化混凝土性能，当决定混凝土强度和密实性的和密实性的水胶比水胶比确定之后，所有要素都影确定之后，所有要素都影响拌和物施工性能施工是保证混凝土质量响拌和物施工性能施工是保证混凝土质量的最后的和最关键的环节，则考虑浆体浓度的最后的和最关键的环节，则考虑浆体浓度的因素、按拌和物的施工性能选择拌和物的的因素、按拌和物的施工性能选择拌和物的砂石比与浆骨比，就是混凝土配合比选择的砂石比与浆骨比，就是混凝土配合比选择的主要因素主要因素其中浆骨比是保证硬化前后混凝其中浆骨比是保证硬化前后混凝土性能的核心因素无论是改变水胶比，还土性能的核心因素无论是改变水胶比，还是矿物掺和料用量，调整配合比时应使用等是矿物掺和料用量，调整配合比时应使用等浆体体积法，以保持浆骨比不变浆体体积法，以保持浆骨比不变 8989 混凝土配合比四要素的选择混凝土配合比四要素的选择 1) 水胶比 对有耐久性要求的混凝土，按照结构设计和施工给出《混凝土技术要求》中的最低强度等级，按保证率95%确定配制强度；以最大水胶比作为初步选水胶比，再依次减以最大水胶比作为初步选水胶比，再依次减小小0.050.05～～0.10.1百分点取百分点取3 3～～5 5个水胶比试配，得个水胶比试配，得出水胶比和强度的直线关系，找出上述配制出水胶比和强度的直线关系，找出上述配制强度所需要的水胶比，进行再次试配。

强度所需要的水胶比，进行再次试配9090 或按无掺和料的普通混凝土强度-水灰比关系选择一个基准水灰比，掺入粉煤灰后再按等浆骨比调整水胶比一般，有耐一般，有耐久性要求的中等强度等级混凝土，掺用粉久性要求的中等强度等级混凝土，掺用粉煤灰超过煤灰超过30%30%时（包括水泥中已含的混合材时（包括水泥中已含的混合材料），水胶比宜不超过料），水胶比宜不超过0.440.44 91912) 2) 浆骨浆骨( (体积体积) )比比 在水胶比一定的情况下的用水量或胶凝材料总量，或骨料总体积用量即反映浆骨比对于泵送混凝土，可按表7-3选择，或按GB/T 50746-2008《混凝土结构耐久性设计规范》对最小和最大胶凝材料的限定范围，由试配拌和物工作性确定，取尽量小的浆骨比值取尽量小的浆骨比值水胶比一定时，浆骨比小的，强度会稍低、水胶比一定时，浆骨比小的，强度会稍低、弹性模量会稍高、体积稳定性好、开裂风险弹性模量会稍高、体积稳定性好、开裂风险低低，反之则相反9292强度等级浆体百分率（浆骨体积比） 用水量 （kg/m3）C30～C50（不含C50）≤0.32（1∶2）≤175C50～C60（含C60）≤0.35（1∶1.86）≤160C60以上（不含C60）≤0.38（1∶1.63）≤145不同等级混凝土最大浆骨比 93933) 砂石比 通常在配合比中的砂石比，以一定浆骨比通常在配合比中的砂石比，以一定浆骨比（或骨料总量）下的砂率表示。

或骨料总量）下的砂率表示对级配良好的石子，砂石的选择以石子松堆空隙率与砂的松堆空隙率乘积为0.16～0.2为宜一般，泵送混凝土砂率不宜小一般，泵送混凝土砂率不宜小于于36%36%，并不宜大于，并不宜大于45%45%为此应充分重视石子的级为此应充分重视石子的级配，以不同粒径的两级配或三级配后松堆空隙率不配，以不同粒径的两级配或三级配后松堆空隙率不大于大于42%42%为宜石子松堆空隙率越小，砂石比可越小为宜石子松堆空隙率越小，砂石比可越小在水胶比和浆骨比一定的条件下，砂石比的变动主要可影响施工性和变形性质，对硬化后的强度也会有所影响（在一定范围内，砂率小的，强度稍低，弹性模量稍大，开裂敏感性较低，拌和物粘聚性稍差，反之则相反）9494 4) 4) 矿物掺和料掺量矿物掺和料掺量 矿物掺和料的掺量应视工程性质、环境和矿物掺和料的掺量应视工程性质、环境和施工条件而选择对于完全处于地下和水下的施工条件而选择对于完全处于地下和水下的工程，尤其是大体积混凝土如基础底板、咬合工程，尤其是大体积混凝土如基础底板、咬合桩或连续浇注的地下连续墙、海水中的桥梁桩桩或连续浇注的地下连续墙、海水中的桥梁桩基、海底隧道底板或有表面处理的侧墙以及常基、海底隧道底板或有表面处理的侧墙以及常年处于干燥环境（相对湿度年处于干燥环境（相对湿度40%40%以下）的构件等，以下）的构件等，当没有立即冻融作用时，矿物掺和料可以用到当没有立即冻融作用时，矿物掺和料可以用到最大掺量（矿物掺和料占胶凝材料总量的最大最大掺量（矿物掺和料占胶凝材料总量的最大掺量粉煤灰为掺量粉煤灰为50%50%，磨细矿渣为，磨细矿渣为75%75%）；）； 9595 一年中环境相对湿度变化较大一年中环境相对湿度变化较大( (冷天处在冷天处在相对湿度为相对湿度为50%50%左右、夏季相对湿度左右、夏季相对湿度70%70%以上）以上）无化学腐蚀和冻融循环一般环境中的构件，无化学腐蚀和冻融循环一般环境中的构件，对断面小、保护层厚度小、强度等级低的构对断面小、保护层厚度小、强度等级低的构件（如厚度只有件（如厚度只有1010～～15cm15cm）的楼板，）的楼板，当水胶当水胶比较大时（如大于比较大时（如大于0.50.5），粉煤灰掺量不宜大），粉煤灰掺量不宜大于于20%20%，矿渣掺量不宜大于，矿渣掺量不宜大于30%30%（均包括水泥（均包括水泥中已含的混合材料）。

中已含的混合材料） 9696 不同环境下矿物掺和料的掺量选择见不同环境下矿物掺和料的掺量选择见GB/T GB/T 50746-200850746-2008《《混凝土结构耐久性设计规范混凝土结构耐久性设计规范》》附附录录B B和条文说明附录和条文说明附录B B如果采取延长湿养护时如果采取延长湿养护时间或其他增强钢筋的混凝土保护层密实度措施，间或其他增强钢筋的混凝土保护层密实度措施，则可超过以上限制则可超过以上限制9797混凝土配合比选择实例 1) 技术条件： 某滨海城市地下水位为某滨海城市地下水位为-2m, -2m, 地下水中硫酸根离地下水中硫酸根离子和氯离子含量具有对混凝土结构中等腐蚀程度子和氯离子含量具有对混凝土结构中等腐蚀程度；；商住楼地下两层，底层车库墙体厚度为商住楼地下两层，底层车库墙体厚度为350mm350mm，设计，设计使用年限为使用年限为7070年，保护层厚度为年，保护层厚度为50mm50mm，设计强度等，设计强度等级为级为C40/P8C40/P8；混凝土浇筑季节最高气温；混凝土浇筑季节最高气温33℃33℃，最低，最低气温气温21℃21℃。

要求施工期间每次连续浇筑要求施工期间每次连续浇筑100m100m3 3，宽度，宽度不大于不大于0.1mm0.1mm的纵向裂缝不多于的纵向裂缝不多于3 3条混凝土最大水条混凝土最大水胶比为胶比为0.450.45，最小胶凝材料用量最小，最小胶凝材料用量最小320kg/m320kg/m3 3，最大，最大450kg/m450kg/m3 3；骨料最大粒径；骨料最大粒径25mm25mm混凝土坍落度混凝土坍落度180180～～200mm200mm，到达现场浇筑前坍落度应为，到达现场浇筑前坍落度应为160160～～180mm180mm98982) 技术要点 确认确认《《混凝土技术要求混凝土技术要求》》提供的工程所处提供的工程所处环境为环境为V-CV-C级，对处于地下的级，对处于地下的350mm350mm墙体热天墙体热天施工来说，应按大体积混凝土考虑，以控制施工来说，应按大体积混凝土考虑，以控制温度应力产生的裂缝为重点温度应力产生的裂缝为重点99993)原材料选择水泥：水泥： 振兴振兴P.O.42.5P.O.42.5，已掺入粉煤灰，已掺入粉煤灰20%20%，水化热，水化热262 262 KJ/kgKJ/kg，密度，密度3.0g/cm3.0g/cm3 3 ，氯离子含量，氯离子含量≯≯0.6%0.6%，标准，标准稠度用水量稠度用水量27%27%；；粉煤灰；粉煤灰；0.045mm0.045mm筛筛余量筛筛余量17%17%，密度，密度2.2g/cm2.2g/cm3 3, , 烧失烧失量量4.5%4.5%，需水量比，需水量比103%103%；；粗骨料粗骨料5 5～～10mm10mm和和1010～～25mm25mm以以2∶82∶8级配后，表观密度级配后，表观密度2.69 g/c/m2.69 g/c/m3 3，自然堆积密度，自然堆积密度1620kg/m1620kg/m3 3，空隙率，空隙率40%40%；；细骨料：筛除细骨料：筛除5mm5mm以上颗粒的河砂，表观密度以上颗粒的河砂，表观密度2.6 g/m2.6 g/m3 3，松堆密度，松堆密度1432kg/m1432kg/m3 3，空隙率为，空隙率为45%45%。

外加剂：略外加剂：略1001004) 配制强度的确定：略5) 混凝土配合比参数选择水胶比：按技术要求最大值选用水胶比：按技术要求最大值选用W/BW/B为为0.440.44；；砂石比：按最紧密堆积原则，根据石子空隙率，砂石比：按最紧密堆积原则，根据石子空隙率，选取砂率为选取砂率为40%40%，则砂石质量比为，则砂石质量比为S∶G = 40∶60=0.67S∶G = 40∶60=0.67；体积比为；体积比为0.67×2.67∕2.60 =0.69 0.67×2.67∕2.60 =0.69 浆骨比：选择浆骨比为浆骨比：选择浆骨比为Vp∕VA=32∶68Vp∕VA=32∶68，则，则VA=0.68mVA=0.68m3 3；；101101 粉煤灰掺量：按GB/T 50746-2008《混凝土耐久性设计规范》条文说明附录B，对V-C 的环境作用有： 下限： 上限： 因拟掺入膨胀剂，为控制混凝土温升，不宜再掺入矿渣粉；则上述限定中，单掺粉煤灰的掺量限单掺粉煤灰的掺量限定范围为定范围为2525～～50%50%，鉴于，鉴于P.O.425P.O.425水泥中已掺入粉煤水泥中已掺入粉煤灰灰20%20%，现选择粉煤灰掺量，现选择粉煤灰掺量=30%=30%。

1021026) 初步配合比计算由材料条件知由材料条件知VA=0.68VA=0.68，并，并S∶G=0.67S∶G=0.67则计算得则计算得G=1080 kg/mG=1080 kg/m3 3，，S=724kg/mS=724kg/m3 3最大最大(W∕(W∕ＢＢ)1)1＝＝0.440.44B=C+ F B=C+ F ，则：，则： 1m1m3 3中中Vp Vp ⁄ VA=32∶68 VA=32∶68，则，则Vp =0.32 mVp =0.32 m3 3V VB B+V+VW W=V=Vp p = 0.32 = 0.32 =2.77×0.44=1.22 =2.77×0.44=1.22 103103由上式：W=176kg/m3, B=400kg/m3，由设定的粉煤灰掺量为30%，得知粉煤灰用量为120kg/m3 水(W∕B)1P.O.42.5普通水泥粉煤灰砂石高效减水剂1760.44280120∕30%7241080略8) 试配、调整 略9) 生产配合比 按上述步骤另外分别计算出(W/B)2=0.42、(W/B)3=0.40的配合比，取得3组(B/W)- 性能关系，从中优选出生产配合比。

104104改变水胶比时计算混凝土配合比的等浆体体积法举例改变水胶比时计算混凝土配合比的等浆体体积法举例 按以上步骤另外分别计算出(W/B)2=0.42、(W/B)3=0.40的配合比，与(W/B)1=0.44一起，共取得3组(B/W)-性能关系，以备优选生产配合比 改变水胶比后浆体量发生变化，会影响到施工性，应按等浆体体积进行调整调整说明：水胶比0.42时，浆量减小了8升，可能影响施工性，如增加9kg粉煤灰和4 kg水，则浆体体积可增加到323升，可视为不变； 水胶比0.40时，浆量减小了16升，如增加17kg粉煤灰和7kg水，则浆体量增加到323升，可视为不变； 105105 调整后质量水胶比不变，浆骨体积比不变，则调整后质量水胶比不变，浆骨体积比不变，则砂石用量可不作调整，施工性不受影响砂石用量可不作调整，施工性不受影响； 如果调整水胶比后浆骨比减小，则拌和物体积会不足，从而影响施工性，可按新调整的水胶比增加浆量（即同时增加水和胶凝材料用量），骨料用量不变而不改变浆骨比； 尽管浆骨比不变，而浆体浓度可能有变化，可视胶凝材料的需水性，调整减水剂用量。

106106原材料胶凝材料(B)水(W)浆体数量W/B砂石密度（g/cm3） 2.71────2.602.69原配合比用量(kg/m3) 4001765760.44 7241080体积(m3∕m3) 0.1480.1760.3240.2780.401改变水胶比后的配合比 计算用量(kg/m3)4001685680.42体积(m3∕m3)0.1480.1680.316调整用量(kg/m3)4091725810.42体积(m3∕m3)0.1510.1720.323计算用量(kg/m3)400160560 0.40体积(m3∕m3)0.1480.1600.308调 整用量(kg/m3)4171675840.40体积(m3∕m3)0.1560.1670.323改变水胶比后按等浆体体积进行调整配合比的计算改变水胶比后按等浆体体积进行调整配合比的计算 107107 改变矿物掺和料掺量时计算配合比的等浆体体改变矿物掺和料掺量时计算配合比的等浆体体积法举例积法举例 如果已有一无掺和料的硅酸盐水泥混凝如果已有一无掺和料的硅酸盐水泥混凝土的配合比，当掺入粉煤灰后，需用等浆土的配合比，当掺入粉煤灰后，需用等浆体体积，保持原配比的浆骨比不变，以保体体积，保持原配比的浆骨比不变，以保持混凝土的积稳定性。

假定混凝土原配合持混凝土的积稳定性假定混凝土原配合比如表中所示，掺入粉煤灰比如表中所示，掺入粉煤灰30%30%，按粉煤灰，按粉煤灰特性，掺入粉煤灰的混凝土水胶比必须不特性，掺入粉煤灰的混凝土水胶比必须不大于大于0.50.5计算配合比步骤见表计算配合比步骤见表 108108等浆体体积法计算过程举例等浆体体积法计算过程举例 原材料水泥(c)水(w)FA(30%)浆体数量W/B砂石密度（g/cm3）3.1012.4────2.612.67原配合比用量(kg/m3)34719805450.576811151体积(m3∕m3)0.1120.19800.3100.2610.431简单等量取代掺入粉煤灰用量(kg/m3)243198104545体积(m3∕m3)0.0780.1980.0430.319掺粉煤灰后保持浆骨比计算用量(kg/m3)243188104545 0.546811151体积(m3∕m3)0.0780.1880.0430.3100.2610.431按耐久性要求水胶比为0.44用量(kg/m3)243153104500 0.44体积(m3/ m3)0.0780.1530.0430.274按保持原浆骨比调整需增加体积(m3 / m3)0.0100.0200.0060.036用量(kg/m3)273173118564 0.446811151体积(m3 / m3)0.0880.1730.0490.3100.2610.4311091091)1)计算说明计算说明实测各原材料密度计算1 m3中原浆体体积 Vp=Vc+Vw=0.112+0.198=0.310 m m3 3 ；掺入粉煤灰30%等量取代水泥后：粉煤灰用量为347×0.3=104kg，实测粉煤灰密度为2.4 g/cm3则浆体体积为104/2400=0.043 m m3 3；水泥用量为347-104=243kg, 实测水泥密度为3.1g/ m m3 3，则体积为243/3100=0.078 m m3 3浆体体积为：0.078+0.043+0.198=0.319 m m3 3；110110计算说明计算说明 要保持浆体体积仍为0.310 m m3 3不变，需减水0.01 m3，用水量从198 kg/ m m3 3减为188 kg/m3，则水胶比应为188/347=0.54；掺粉煤灰的混凝土水胶比应不大于0.5，并随粉煤灰掺量的增加而降低，现掺量为30%时，按耐久性要求设水胶比为0.44，用水量为347×0.44 =153 kg。

浆体体积为0.153+0.078+0.043=0.274 m m3 3，则浆体体积不足111111计算说明 为保持原浆骨比，需增加浆体0.036m3按浆体中原比例调整，增加水(0.036/0.274) ×0.153=0.02 m m3 3，增加水泥(0.036/0.274)×0.078=0.010 m m3 3，增加粉煤灰(0.036/0.274) ×0.043=0.006 m m3 31121122) 2) 计算结果计算结果掺30%粉煤灰的混凝土配合比计算结果见表材料水泥水粉煤灰浆体总量水胶比砂石拌和物表观密度质量kg/m32731731175600.4468111512392体积m3/m30.0880.1730.0490.3100.440.2610.4311结果，胶凝材料总用量从347 kg/m3增加到390 kg/m3，但因用水量减少，故浆体体积不变，即浆骨比保持不变无论是经过优选还是经过调整得出的配合比，都必须再经过试拌 113113需要说明的问题u据以骨料饱和面干的配合比设计方案是要据以骨料饱和面干的配合比设计方案是要求骨料饱和面干状态的实验室将提供求骨料饱和面干状态的。

实验室将提供风干砂和饱和面干砂）风干砂和饱和面干砂）114114。